Не все то золото, что блестит — а с недавних пор и блестеть необязательно: ученые научились получать золото не золотого цвета.

Золотая пленка субстрата…
…Ее помещали под ионный пучок…
…И получали детали нужного цвета
Секрет «окраски» металла — в особой микроструктуре поверхности

Цвет предметам и материалам придает отраженный ими свет. К примеру, листва поглощает и использует излучение преимущественно синей и красной частей спектра, отражая зеленый. Металлы в этом смысле разнообразием не отличаются: большинство из них в чистом виде имеют характерный блеск из-за того, что отражают практически во всем видимом спектре.

Золото является заметным исключением. Оно приобретает свой узнаваемый оттенок, поглощая коротковолновый свет синей части видимого спектра. Человечество давно с этим свыклось, а когда возникает необходимость, для придания нужного цвета металлы сплавляют, обрабатывают специальными веществами, просто покрывают краской или эмалью.

Но с некоторых пор стало ясно, что если мы научимся контролировать микро- и наноструктуру поверхности металла, мы сможем менять его взаимодействие с излучением. Сможем, например, придать металлу нужный цвет без каких-либо примесей и красителей. В этой области работают, например, физики из группы (уже давно британского) ученого Николая Желудева.

Для начала они моделируют нужную микроструктуру — в данном случае, с повторяющимися кольцами диаметром около 100 нм, в сотни раз тоньше человеческого волоса (окончательный цвет зависит от их точной формы, размеров, глубины и расположения). Затем бомбардируют золотую пластинку узким потоком высокоэнергетических ионов, формируя эту структуру на поверхности металла. Сам метод был предложен еще в 2010 году, и сегодня полностью оправдал себя. Теперь «черным» или «белым» золото может быть не только фигурально. Кстати, как и другие металлы — ведь ничто не мешает тем же способом получить фиолетовый алюминий, синюю платину или белую медь.

Стоит сказать, что схожие работы идут и в других лабораториях, где соответствующие микроструктуры формируются с помощью кратковременных импульсов мощного лазера. Так действовали американские исследователи из команды профессора Чуньлэй Го, продемонстрировав изменение окраски не только золота, но и алюминия, платины, иридия и других металлов.

Интерес ученых к этой теме можно понять. Пока такие технологии выглядят лишь забавными экспериментами, наподобие электрических разрядов в опытах эпохи Просвещения. Но, как и у электричества, у них огромное будущее. Возможность манипулирования микроструктурой материала позволяет манипулировать тем, как он взаимодействует с излучением, вплоть до того, чтобы сделать его невидимым вовсе. И это даже не фантастика: это уже реальность — сегодня уже продемонстрированы прототипы невидимых метаматериалов.

Ну а тем временем и Желудев, и Го уже получили необходимые патенты и теперь обсуждают с инвесторами и бизнесменами возможности коммерческого использования «цветных металлов». Уж ювелиров по‑настоящему черное или белое золото наверняка заинтересует.

По сообщению ORC / University of Southampton